java集合list map set

java集合list map set

JDK提供了一组主要的数据结构实现，如List、Map、Set等常用数据结构。这些数据都继承自 java.util.Collection 接口，并位于 java.util 包内。

1、List接口

最重要的三种List接口实现：ArrayList、Vector、LinkedList。

一、ArrayList集合

1.ArrayList集合的特点

2.ArrayList集合的一些方法

• add(Object element) 向列表的尾部添加指定的元素。
• size() 返回列表中的元素个数。
• get(int index) 返回列表中指定位置的元素，index从0开始。
• add(int index, Object element) 在列表的指定位置（从0开始）插入指定元素
• set(int i, Object element) 使用元素element替换索引i位置的元素，并返回被替换的元素
• clear() 从列表中移除所有元素
• contains(Object o) 如果列表包含指定的元素，则返回 true
• remove(int index) 移除列表中指定位置的元素，并返回被删元素，删除位置后面的元素（如果有）向前移动
• remove(Object o) 从List集合中移除第一次出现的指定元素，移除成功返回true，否则返回false。当且仅当List集合中含有满(o==null ? get(i)==null : o.equals(get(i)))条件的最低索引i的元素时才会返回true
• iterator() 返回按适当顺序在列表的元素上进行迭代的迭代器

3.ArrayList集合原理

• ArrayList 是 List 接口的可变数组非同步实现，并允许包括 null 在内的所有元素
• 底层使用数组实现
• 该集合是可变长度数组，数组扩容时，会将老数组中的元素重新拷贝一份到新的数组中，每次数组容量增长大约是其容量的 1.5 倍，这种操作的代价很高
• 采用了 Fail-Fast 机制，面对并发的修改时，迭代器很快就会完全失败，而不是冒着在将来某个不确定时间发生任意不确定行为的风险
• remove 方法会让下标到数组末尾的元素向前移动一个单位，并把最后一位的值置空，方便 GC（java垃圾回收）

二、LinkedList集合

1.LinkedList集合的特点

2.LinkedList集合的一些方法

• 添加

boolean add（Object element） 它将元素附加到列表的末尾。

boolean add（int index,Object element） 指定位置插入。

void addFirst(E element) 元素附加到列表的头部

void addLast(E element) 元素附加到列表的尾部

• 获取数据

Object get(int index) 根据下标获取数据

Object getFirst（） 它返回链表的第一个元素。

Object getLast（） 它返回链接列表的最后一个元素。

• 查询

boolean contains（Object element）如果元素存在于列表中，则返回true。

• 修改

Object set（int index，Object element）它用于用新元素替换列表中的现有元素

• 删除

E remove() 删除第一个元素

E remove(int location) 删除指定位置的元素

E removeFirst() 删除并返回链接列表的头部一个元素

E removeLast() 删除并返回链接列表的尾部一个元素

• 清空

void clear（）：它删除列表中的所有元素。

• 链表长度

int size() ：它返回链表的长度（元素个数）

3.LinkedList集合原理

• LinkedList 是 List 接口的双向链表非同步实现，并允许包括 null 在内的所有元素
• 底层的数据结构是基于双向链表的，该数据结构我们称为节点
• 双向链表节点对应的类 Node 的实例，Node 中包含成员变量：prev，next，item。其中，prev 是该节点的上一个节点，next 是该节点的下一个节点，item 是该节点所包含的值
• 它的查找是分两半查找，先判断 index 是在链表的哪一半，然后再去对应区域查找，这样最多只要遍历链表的一半节点即可找到

三、Vector集合(不建议使用)

四、List集合总结

2、Set接口

一、HashSet集合

1.HashSet集合的特点

2.HashSet常用方法

• add(Object o)：向Set集合中添加元素，不允许添加重复数据。

• size()：返回Set集合中的元素个数

• 注意:不会按照保存的顺序存储数据（顺序不定），遍历时不能保证下次结果和上次相同。且向HashSet集合中添加元素，HashSet add方法实质是map全局变量调用了put方法，将数据存到了key，因为HashMap的 key不允许重复，所以HashSet添加的元素也不允许重复。

• remove(Object o)： 删除Set集合中的obj对象，删除成功返回true，否则返回false。

• isEmpty()：如果Set不包含元素，则返回 true。

• clear()： 移除此Set中的所有元素。

• iterator()：返回在此Set中的元素上进行迭代的迭代器。

• contains(Object o)：判断集合中是否包含obj元素。

• 加强for循环遍历Set集合：

3.HashSet集合原理

• HashSet 由哈希表 (实际上是一个 HashMap 实例) 支持，不保证 set 的迭代顺序，并允许使用 null 元素
• 基于 HashMap 实现，API 也是对 HashMap 的行为进行了封装，可参考 HashMap

二、LinkedHashSet集合

LinkedHashSet集合的特点

三、TreeSet集合

1.TreeSet集合的特点

2.TreeSet的基本使用

①.插入是按字典序排序的

public class Test {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        TreeSet ts=new TreeSet();
        ts.add("agg");
        ts.add("abcd");
        ts.add("ffas");
        Iterator it=ts.iterator();
        while(it.hasNext()) {
    
    
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

输出 ： 按照字典序排序的方式进行排序

abcd
agg 
ffas      

②.如果插入的是自定义对象 需要让类实现 Comparable 接口并且必须要重写compareTo

class Person implements Comparable{
    
    
    
    String name;
    int age;
    Person(String name,int age)
    {
    
    
        this.name=name;
        this.age=age;
    }

    @Override
    public int compareTo(Object o) {
    
    
        Person p=(Person)o;
        //先对姓名字典序比较 如果相同 比较年龄
        if(this.name.compareTo(p.name)!=0) {
    
    
            return this.name.compareTo(p.name);
        }
        else
        {
    
    
            if(this.age>p.age) return 1;
            else if(this.age<p.age) return -1;
        }
        return 0;
    }

}

public class Test {
    
    
    public static void main(String args[])
    {
    
    
        TreeSet ts=new TreeSet();
        ts.add(new Person("agg",21));
        ts.add(new Person("abcd",12));
        ts.add(new Person("ffas",8));
        ts.add(new Person("agg",12));
        Iterator it=ts.iterator();
        while(it.hasNext())
        {
    
    
            Person p=(Person)it.next();
            System.out.println(p.name+":"+p.age);
        }
    }
}

输出

abcd:12
agg:12
agg:21
ffas:8

四、HashSet、LinkedHashSet、TreeSet的使用场景

• HashSet:HashSet的性能基本上比LinkedHashSet和TreeSet要好，特别是添加和查询，这也是用的最多的两个操作
• LinkedHashSet：LinkedHashSet的查询稍慢一些，但是他可以维持元素的添加顺序。所以只有要求当插入顺序和取出顺序一致的时候 才使用LinkedHashSet。
• TreeSet:只有在需要对元素进行排序时使用

五、list和set集合的区别

2、Map接口

一、HashMap集合

1.HashMap示意图

2.HashMap的特点

3.HashMap的常用方法

• put(K key, V value) 将键（key）/值（value）映射存放到Map集合中

• get(Object key) 返回指定键所映射的值，没有该key对应的值则返回 null，即获取key对应的value。

• .size() 返回Map集合中数据数量，准确说是返回key-value的组数。

• clear() 清空Map集合

• isEmpty () 判断Map集合中是否有数据，如果没有则返回true，否则返回false

• remove(Object key) 删除Map集合中键为key的数据并返回其所对应value值。

• containsKey(Object key) Hashmap判断是否含有key

• containsValue(Object value) Hashmap判断是否含有value

• putAll()：Hashmap添加另一个同一类型的map下的所有数据

• public class Test {
        
        
      public static void main(String[] args) {
        
        
          HashMap<String, Integer> map=new HashMap<>();
          HashMap<String, Integer> map1=new HashMap<>();
          /*void*///将同一类型的map添加到另一个map中
          map1.put("DEMO1", 1);
          map.put("DEMO2", 2);
          System.out.println(map);//{DEMO2=2}
          map.putAll(map1);
          System.out.println(map);//{DEMO1=1, DEMO2=2}
      }
  }
  

• replace(Object key,Object value)：Hashmap替换这个key的value

4.HashMap集合原理

• HashMap 是基于哈希表的 Map 接口的非同步实现，允许使用 null 值和 null 键，但不保证映射的顺序
• 底层使用数组实现，数组中每一项是个单向链表，即数组和链表的结合体；当链表长度大于一定阈值时，链表转换为红黑树，这样减少链表查询时间
• HashMap 在底层将 key-value 当成一个整体进行处理，这个整体就是一个 Node 对象。HashMap 底层采用一个 Node [] 数组来保存所有的 key-value 对，当需要存储一个 Node 对象时，会根据 key 的 hash 算法来决定其在数组中的存储位置，在根据 equals 方法决定其在该数组位置上的链表中的存储位置；当需要取出一个 Node 时，也会根据 key 的 hash 算法找到其在数组中的存储位置，再根据 equals 方法从该位置上的链表中取出该 Node
• HashMap 进行数组扩容需要重新计算扩容后每个元素在数组中的位置，很耗性能
• 采用了 Fail-Fast 机制，通过一个 modCount 值记录修改次数，对 HashMap 内容的修改都将增加这个值。迭代器初始化过程中会将这个值赋给迭代器的 expectedModCount，在迭代过程中，判断 modCount 跟 expectedModCount 是否相等，如果不相等就表示已经有其他线程修改了 Map，马上抛出异常

二、TreeMap集合

1.TreeMap的特点

2.TreeMap的常用方法

• ceilingEntry(K key) 返回指定的 Key 大于或等于的最小值的元素，如果没有，则返回 null

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Entry entry = treeMap.ceilingEntry("2.5");
		System.out.println(entry.getKey() + "||" + entry.getValue()); // 3||demo3
		entry = treeMap.ceilingEntry("4");
		System.out.println(entry); // null
	}
}

• ceilingKey(K key) 返回指定的 Key 大于或等于的最小值的 Key，如果没有，则返回 null

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Object obj = treeMap.ceilingKey("2.5");
		System.out.println(obj); // 3
		obj = treeMap.ceilingKey("5");
		System.out.println(obj); // null
	}
}

• clone() 返回集合的副本

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Object obj = treeMap.clone();
		System.out.println("treeMap集合中所有的元素：" + treeMap);
		System.out.println("treeMap的副本：" + obj);
		TreeMap tm = (TreeMap)obj;
		System.out.println(tm.get("2"));
	}
}

• public Comparator super comparator() 如果使用默认的比较器，就返回 null，如果使用其他的比较器，则返回比较器的哈希码值

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap1 = new TreeMap();
		TreeMap treeMap2 = new TreeMap();
		treeMap1.put("1", "demo1");
		treeMap1.put("2", "demo2");
		treeMap2.put("a", "demo1");
		treeMap2.put("b", "demo2");
		System.out.println("treeMap1集合中所有的元素:" + treeMap1);
		System.out.println("treeMap2集合中所有的元素:" + treeMap2);
		Comparator comparator = treeMap1.comparator();
		System.out.println(comparator);
		comparator = treeMap2.comparator();
		System.out.println(comparator);
		TreeMap tm = new TreeMap(new Comparator<String>() {
    
    
			public int compare(String o1, String o2) {
    
    
				return o2.compareTo(o1); // 正负代表大小
			}
		});
		tm.put("1", "test1");
		tm.put("2", "test2");
		tm.put("3", "test3");
		System.out.println("tm集合中所有的元素：" + tm);
		System.out.println(tm.comparator());
	}
}

• descendingKeySet() 返回集合的全部 Key，并且是逆序的

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Set set = treeMap.descendingKeySet();
		System.out.println(set);
	}
}

• firstEntry() 返回集合中最小 Key 的元素

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Object key = treeMap.firstKey();
		System.out.println(key); // 1
	}
}

• floorEntry(K key) 返回小于等于 key 的最大 Key 的元素

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Entry entry = treeMap.floorEntry("2.5");
		System.out.println(entry); // 2=demo2
	}
}

• floorKey(K key) 返回小于等于 key 的最大 Key 的 key

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Map map = treeMap.headMap("2.5");
		System.out.println(map);
	}
}

• headMap(K toKey, boolean inclusive) 当 inclusive 为 true 时，就是返回 Key 小于等于 toKey 的所有元素

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		TreeMap treeMap = new TreeMap();
		treeMap.put("1", "demo1");
		treeMap.put("2", "demo2");
		treeMap.put("3", "demo3");
		Map map = treeMap.headMap("2", true);
		System.out.println(map);
		map = treeMap.headMap("2", false);
		System.out.println(map);
	}
}

更多方法参考

https://blog.csdn.net/weixin_32954161/article/details/114832951

https://else.wiki/post/JavaListMapSet